(57)【要約】【課題】  移動体のポーズを確率的に確認可能にし、移動体への照明状態に敏感なカメラを利用して移動体のポーズを推定したとしても、照明と関係ない状況で獲得した磁場マップを利用して移動体のポーズを移動体への照明状態による影響をあまり受けずに比較的正確に確認でき、移動体のポーズを信頼性のあるように確認可能にする。【解決手段】  移動体に作用する磁場についての情報である磁場情報を移動体の位置別に求める段階と、移動体の位置別の磁場情報によって磁場マップを形成する段階とを備えることを特徴とする磁場マップの生成方法および装置とその磁場マップを利用する移動体のポーズ確認方法および装置。【選択図】  図２
2005222548.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）移動体に作用する磁場についての情報である磁場情報を前記移動体の位置別に求める段階と、
（ｂ）前記移動体の位置別の前記磁場情報によって磁場マップを形成する段階と、を備えることを特徴とする磁場マップの生成方法。
【請求項２】
前記（ａ）段階は、
（ａ１１）前記移動体の現在位置を認知する段階と、
（ａ１２）前記認知された現在位置で前記磁場情報を求め、前記求められた磁場情報を前記現在位置と照合させてその照合の結果を保存する段階と、
（ａ１３）前記磁場マップ上の全ての位置について前記磁場情報が求められたかを判断し、前記全ての位置に対して前記磁場情報が求められたと判断されれば、前記（ｂ）段階に進む段階と、
（ａ１４）前記全ての位置について前記磁場情報が求められていないと判断されれば、前記現在位置を次の目標位置に調整し、前記（ａ１１）段階に進む段階と、を備え、
前記（ａ１１）段階は、前記（ａ１４）段階の後に前記次の目標位置を前記現在位置として認識することを特徴とする請求項１に記載の磁場マップの生成方法。
【請求項３】
前記（ａ）段階は、
（ａ２１）前記磁場マップ上の全ての位置のそれぞれを認知する段階と、
（ａ２２）前記認知された各位置で前記磁場情報を求め、前記求められた磁場情報を前記認知された位置と照合させてその照合の結果を保存し、前記（ｂ）段階に進む段階と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の磁場マップの生成方法。
【請求項４】
前記（ａ）段階は、
（ａ３１）前記移動体の現在位置を認知する段階と、
（ａ３２）前記認知された現在位置で前記磁場情報を求めてその磁場情報を保存する段階と、
（ａ３３）前記現在位置を認知する直前に認知された以前位置と、前記現在位置とが同じセル内に存在するか否かを判断する段階と、
（ａ３４）前記現在位置が前記以前位置と同じセル内に存在すると判断されれば、前記移動体を次の目標位置に移動させ、前記（ａ３１）段階に進む段階と、
（ａ３５）前記現在位置が前記以前位置と同じセル内に存在していないと判断されれば、前記以前位置が属するセルに属する位置の磁場情報の代表値を決定する段階と、
（ａ３６）前記磁場マップ上の全てのセルについて前記代表値が求められたか否かを判断し、前記全てのセルについて前記代表値が求められたと判断されれば、前記（ｂ）段階に進み、前記全てのセルについて前記代表値が求められなかったと判断されれば、前記（ａ３４）段階に進む段階と、を備え、
前記セルは、少なくとも一つの位置を含み、前記（ｂ）段階は、前記セル別の前記代表値によって前記磁場マップを形成し、前記（ａ３１）段階は、前記（ａ３４）段階の後に前記次の目標位置を前記現在位置と見なすことを特徴とする請求項１に記載の磁場マップの生成方法。
【請求項５】
前記（ａ）段階は、
（ａ４１）前記磁場マップ上に含まれるセルの数だけ存在する移動体の現在位置を認知する段階と、
（ａ４２）前記認知された各現在位置で前記磁場情報を求めて保存する段階と、
（ａ４３）前記認知された現在位置を認知する直前に認知された以前情報と前記現在位置とが同じセル内に存在するか否かを判断する段階と、
（ａ４４）前記現在位置が前記以前位置と同じセル内に存在すると判断されれば、前記各現在位置を次の目標位置に調整し、前記（ａ４１）段階に進む段階と、
（ａ４５）前記現在位置が前記以前位置と同じセル内に存在しないと判断されれば、前記以前位置が属するセルに属する位置の磁場情報の代表値を決定し、前記（ｂ）段階に進む段階と、を備え、
前記セルは、少なくとも二つの位置を含み、前記（ｂ）段階は、前記セル別の前記代表値によって前記磁場マップを形成し、前記（ａ４１）段階は、前記（ａ４４）段階の後に前記次の目標位置を前記現在位置と見なすことを特徴とする請求項１に記載の磁場マップの生成方法。
【請求項６】
前記（ａ１１）段階は、
前記移動体の現在位置を推定し、前記推定された現在位置を認知することを特徴とする請求項２に記載の磁場マップの生成方法。
【請求項７】
前記（ａ１１）段階は、
与えられる前記現在位置を認知することを特徴とする請求項２に記載の磁場マップの生成方法。
【請求項８】
前記代表値は、前記磁場情報の平均に該当することを特徴とする請求項４に記載の磁場マップの生成方法。
【請求項９】
前記磁場情報を複数個の区間に分ける場合には、前記代表値は、該当する区間であることを特徴とする請求項４に記載の磁場マップの生成方法。
【請求項１０】
前記次の目標位置は、アクティブマルコフ位置認識法によって決定されることを特徴とする請求項２に記載の磁場マップの生成方法。
【請求項１１】
前記次の目標位置は、部分観測可能なマルコフ決定法によって決定されることを特徴とする請求項２に記載の磁場マップの生成方法。
【請求項１２】
前記磁場情報は、磁場大きさおよび磁北方向のうち少なくとも一つであることを特徴とする請求項１に記載の磁場マップの生成方法。
【請求項１３】
請求項１に記載の磁場マップの生成方法によって生成された磁場マップを利用する移動体のポーズ確認方法において、
（ｃ）前記（ｂ）段階の後に、前記移動体の位置を推定する段階と、
（ｄ）前記推定された位置に存在する前記移動体のポーズの確率を求める段階と、
（ｅ）前記磁場マップ上の前記推定された位置で予測された磁場情報と、前記推定された位置で実際に測定された磁場情報とを利用して前記確率を調整する段階と、を備え、
前記ポーズの確率は、前記移動体が前記推定された位置に存在する確率および前記移動体が推定された方向を有する確率のうちの少なくとも一つであり、前記調整された確率によって前記移動体のポーズが確認されることを特徴とする移動体のポーズ確認方法。
【請求項１４】
前記（ｃ）および前記（ｄ）段階のうちの少なくとも一つの段階は、カルマンフィルターを利用して行われることを特徴とする請求項１３に記載の移動体のポーズ確認方法。
【請求項１５】
前記（ｃ）および前記（ｄ）段階のうちの少なくとも一つの段階は、マルコフ位置認識法を利用して行われることを特徴とする請求項１３に記載の移動体のポーズ確認方法。
【請求項１６】
前記（ｃ）および前記（ｄ）段階のうちの少なくとも一つの段階は、粒子フィルターを利用して行われることを特徴とする請求項１３に記載の移動体のポーズ確認方法。
【請求項１７】
前記（ｃ）および前記（ｄ）段階のうちの少なくとも一つの段階は、多重仮説位置認識法を利用して行われることを特徴とする請求項１３に記載の移動体のポーズ確認方法。
【請求項１８】
前記磁場情報は、磁場大きさおよび磁北方向のうちの少なくとも一つであることを特徴とする請求項１３に記載の移動体のポーズ確認方法。
【請求項１９】
前記（ｅ）段階は、
前記予測された磁場情報と、前記測定された磁場情報との間の差の絶対値を求める段階と、
前記差の絶対値と第１所定数とを合算する段階と、
第２所定数を前記合算の結果で除算する段階と、
前記除算の結果を前記確率と乗算し、前記乗算の結果を調整された確率として決定する段階と、を備え、
前記第１所定数は、前記合算の結果が正の数となるように事前に設定されることを特徴とする請求項１３に記載の移動体のポーズ確認方法。
【請求項２０】
移動体に作用する磁場についての情報である磁場情報を前記移動体の位置別に計算する磁場情報計算部と、
前記磁場情報計算部から入力した前記移動体の位置別の前記磁場情報に基づいて磁場マップを形成する磁場マップ形成部と、を備えることを特徴とする磁場マップ生成装置。
【請求項２１】
前記磁場情報計算部は、
前記移動体の現在位置を認知する位置認知部と、
前記位置認知部で認知された前記現在位置で前記磁場情報を計算し、前記現在位置と前記計算された磁場情報とを照合してその照合の結果を保存する磁場情報部と、
前記磁場マップ上の全ての位置について前記磁場情報が求められたか否かを検査し、検査の結果を出力する磁場情報検査部と、
前記磁場情報検査部での検査の結果に応答して、前記現在位置を次の目標位置に調整し、前記調整された位置を前記位置認知部に出力する位置調整部と、を備え、
前記位置認知部は、前記位置調整部で調整された前記次の目標位置を前記現在位置として認識し、前記磁場マップ形成部は、前記磁場情報検査部での検査の結果に応答して前記磁場マップを形成することを特徴とする請求項２０に記載の磁場マップ生成装置。
【請求項２２】
前記磁場情報計算部は、
前記磁場マップ上の全ての位置のそれぞれを認知する第１位置認知部ないし第Ｍ（ここで、Ｍは、前記全ての位置の数を表す）位置認知部と、
第１磁場情報部ないし第Ｍ磁場情報部と、を備え、
前記第ｍ（１≦ｍ≦Ｍ）磁場情報部は、第ｍ位置認知部によって認知された前記位置で前記磁場情報を計算し、前記計算された磁場情報を前記認知された位置と照合させてその照合の結果を保存することを特徴とする請求項２０に記載の磁場マップ生成装置。
【請求項２３】
前記磁場情報計算部は、
前記移動体の現在位置を認知する位置認知部と、
前記位置認知部で認知された前記現在位置で前記磁場情報を計算し、前記計算された磁場情報を保存する磁場情報部と、
前記現在位置を認知する直前に認知された以前位置と、前記現在位置とが同じセル内に存在するか否かを検査し、検査の結果を出力する位置検査部と、
前記位置検査部での検査の結果に応答して、前記現在位置を次の目標位置に調整し、前記調整された位置を前記位置認知部に出力する位置調整部と、
前記位置検査部での検査の結果に応答して、前記以前位置が属するセルに属する位置の磁場情報の代表値を前記保存された磁場情報を利用して決定する代表値決定部と、
前記磁場マップ上の全てのセルについて前記代表値が求められたか否かを検査し、検査の結果を出力するセル検査部と、を備え、
前記セルは、少なくとも二つの位置を含み、前記位置調整部は、前記セル検査部での検査の結果に応答して前記現在位置を調整し、前記磁場マップ形成部は、前記セル検査部での検査の結果に応答して前記セル別の前記代表値によって前記磁場マップを形成し、前記位置認知部は、前記位置調整部で調整された前記次の目標位置を前記現在位置として認識することを特徴とする請求項２０に記載の磁場マップ生成装置。
【請求項２４】
前記磁場情報計算部は、
前記移動体のＮ（ここで、Ｎは、前記全てのセルの数を表す）個の現在位置を認知する第１位置認知部ないし第Ｎ位置認知部と、
第１磁場情報部ないし第Ｎ磁場情報部と、
第１位置検査部ないし第Ｎ位置検査部と、
第１位置調整部ないし第Ｎ位置調整部と、
第１代表値決定部ないし第Ｎ代表値決定部と、を備え、
第ｎ（１≦ｎ≦Ｎ、以下同じ）磁場情報部は、第ｎ位置認知部で認知された前記現在位置で前記磁場情報を計算し、前記計算された磁場情報を保存し、
第ｎ位置検査部は、前記現在位置を認知する直前に認知された以前位置と前記現在位置とが同じセル内に存在するか否かを検査し、
前記第ｎ位置調整部は、前記第ｎ位置検査部での検査の結果に応答して、前記現在位置を次の目標位置に調整し、前記調整された位置を前記第ｎ位置認知部に出力し、
第ｎ代表値決定部は、前記第ｎ位置検査部での検査の結果に応答して、前記以前位置が属するセルに属する位置の磁場情報の代表値を前記第ｎ磁場情報部に保存された前記磁場情報を利用して決定し、
前記セルは、少なくとも二つの位置を含み、前記磁場マップ形成部は、前記セル別の前記代表値に基づいて前記磁場マップを形成し、前記第ｎ位置認知部は、第ｎ位置調整部で調整された前記次の目標位置を前記現在位置として認識することを特徴とする請求項２０に記載の磁場マップ生成装置。
【請求項２５】
請求項２０に記載の磁場マップ生成装置で生成された磁場マップを利用する移動体のポーズ確認装置において、
前記移動体の位置を推定する位置推定部と、
前記推定された位置に存在する前記移動体のポーズの確率を計算する確率計算部と、
前記推定された位置で磁場情報を測定する磁場情報測定部と、
前記磁場マップ上の前記推定された位置で予測された前記磁場情報と、前記磁場情報測定部から入力した実際に測定された磁場情報とを利用して前記確率を調整する確率調整部と、を備え、
前記ポーズの確率は、前記移動体が前記推定された位置に存在する確率および前記移動体が推定された方向を有する確率のうちの少なくとも一つであり、前記調整された確率によって前記移動体のポーズが確認されることを特徴とする移動体のポーズ確認装置。
【請求項２６】
前記確率調整部は、
前記観測された磁場情報と、前記測定された磁場情報との間の差の絶対値を計算する差および絶対値計算部と、
前記差の絶対値と第１所定数とを合算する合算部と、
第２所定数から前記合算した結果で除算する除算部と、
前記除算の結果を前記確率に乗算し、前記乗算の結果を前記調整された確率として出力する乗算部と、を備え、
前記第１所定数は、前記合算部で合算した結果が正の数となるように事前に設定されることを特徴とする請求項２５に記載の移動体のポーズ確認装置。
【請求項２７】
前記位置推定部は、
前記移動体の位置を推定するカメラ、超音波センサー、ジャイロセンサー、走行距離計、レーザスキャナまたは赤外線スキャナを備えることを特徴とする請求項２５に記載の移動体のポーズ確認装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボット等の移動体に係り、特に、移動体に作用する磁場についての情報である磁場マップを生成する方法および装置とその磁場マップを活用した移動体のポーズ確認方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ロボットは、自分の移動を制御またはモニタリングするために、自分の現在位置を正確に把握しなければならない。このために、ロボットの周囲環境についての情報であるマップが必要となる。
【０００３】
マップを得るための方法として、従来、位相マップ方式と格子マップ方式とがある。ここで、位相マップ方式は、非特許文献１に開示されている。また、格子マップ方式は、非特許文献２に開示されている。
【０００４】
前述した従来の位相マップ方式は、ロボットの周囲環境の主要標識間の位相関係をマップで表現する。このような従来の位相マップ方式は、幾何学的な情報を利用しないので、ロボットの正確な位置を知るためには、従来の格子マップ方式が主に使われる。
【０００５】
前述した従来の格子マップ方式では、ロボットが移動する空間を一定サイズの格子で区分し、センサーを利用して格子の占有確率をマップとして生成する。すなわち、従来の格子マップ方式では、超音波センサー、赤外線（ＩＲ：Ｉｎｆｒａ Ｒａｙ）スキャナ、レーザスキャナまたはステレオカメラ等のセンサーを利用して、ロボットの周囲の壁および障害物が占有した空間を近似的に表示することができる。しかし、超音波センサーとＩＲスキャナは、ノイズが多いので、不正確な結果をもたらす虞がある。しかも、レーザスキャナは、比較的正確な結果をもたらすが、高価で、ガラス材料によって歪曲された結果をもたらす虞がある。また、ステレオカメラは、カメラがロボット周辺の照明の変化に敏感であるため、歪曲された結果をもたらす虞があり、さらに、映像処理による標識の認識が非常に難しいため、実用化されていないのが実情である。
【非特許文献１】Ｄ.Ｋｏｒｔｅｎｋａｍｐ，Ｔ.Ｗｅｙｍｏｕｔｈ；“Ｔｏｐｏｌｏｇｉｃａｌ ｍａｐｐｉｎｇ ｆｏｒ ｍｏｂｉｌｅ ｒｏｂｏｔｓ ｕｓｉｎｇ ａ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｏｎａｒ ａｎｄ ｖｉｓｉｏｎ ｓｅｎｓｉｎｇ”，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ １２ｔｈ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅの，ｐ.９７９〜９８４（１９９４）
【非特許文献２】Ｈ.Ｐ.Ｍｏｒａｖｅｃ、“Ｓｅｎｓｏｒ ｆｕｓｉｏｎ ｉｎ ｃｅｒｔａｉｎｔｙ ｇｒｉｄｓ ｆｏｒ ｍｏｂｉｌｅ ｒｏｂｏｔｓ”、ＡＩ Ｍａｇａｚｉｎｅ,ｖｏｌ.９、ｎｏ.２、ｐ.６１〜７４（１９８８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする第１の技術的課題は、移動体に作用する磁場についての情報である磁場情報を利用して、移動体の周辺環境についての情報を含む磁場マップを生成する磁場マップの生成方法を提供することである。
【０００７】
本発明が解決しようとする第２の技術的課題は、第１の技術的課題によって生成された磁場マップを利用して、移動体のポーズを統計的に確認する移動体のポーズ確認方法を提供することである。本発明において、ポーズとは、移動体の位置と進行方向とを含む                  具体的には、移動体のｘ位置、ｙ位置および２次元空間上の方向よりなる。
【０００８】
本発明が解決しようとする第３の技術的課題は、移動体に作用する磁場についての情報である磁場情報を利用して、移動体の周辺環境についての情報である磁場マップを生成する磁場マップ生成装置を提供することである。
【０００９】
本発明が解決しようとする第４の技術的課題は、第３の技術的課題によって生成された磁場マップを利用して、移動体のポーズを統計的に確認する移動体のポーズ確認装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記第１の課題を解決するための本発明による磁場マップの生成方法は、移動体に作用する磁場についての情報である磁場情報を前記移動体の位置別に求める段階と、前記移動体の位置別の前記磁場情報によって磁場マップを形成する段階と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
前記第２の課題を解決するために、第１の課題による磁場マップの生成方法によって生成された磁場マップを利用する本発明による移動体のポーズ確認方法は、前記移動体の位置を推定する段階と、前記推定された位置に存在する前記移動体のポーズの確率を求める段階と、前記磁場マップ上の前記推定された位置で予測された前記磁場情報と前記推定された位置で実際に測定された磁場情報とを利用して前記確率を調整する段階と、を含み、前記ポーズの確率は、前記移動体が前記推定された位置に存在する確率および前記移動体が推定された方向を有する確率のうち少なくとも一つに該当し、前記調整された確率によって前記移動体のポーズが確認されることを特徴とする。
【００１２】
前記第３の課題を解決するための本発明による磁場マップ生成装置は、移動体に作用する磁場についての情報である磁場情報を前記移動体の位置別に計算する磁場情報計算部と、前記磁場情報計算部から入力される前記移動体の位置別の前記磁場情報に基づいて磁場マップを形成する磁場マップ形成部と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
前記第４の課題を解決するために、第３の課題による磁場マップ生成装置で生成された磁場マップを利用する本発明による移動体のポーズ確認装置は、前記移動体の位置を推定する位置推定部と、前記推定された位置に存在する前記移動体のポーズの確率を計算する確率計算部と、前記推定された位置で前記磁場情報を測定する磁場情報測定部と、前記磁場マップ上の前記推定された位置で予測された前記磁場情報と前記磁場情報測定部から入力された前記実際に測定された磁場情報とを利用して前記確率を調整する確率調整部と、を備え、前記ポーズの確率は、前記移動体が前記推定された位置に存在する確率および前記移動体が推定された方向を有する確率のうち少なくとも一つに該当し、前記調整された確率によって前記移動体のポーズが確認されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明による磁場マップの生成方法および装置と、それを利用した移動体のポーズ確認方法および装置とは、従来回避された磁場についての情報を磁場マップを通じて提供することができ、磁場マップで観測された磁場情報と実際に測定された磁場情報との間の差を利用して求めた確率によって、移動体のポーズを統計的に確認可能にし、移動体への照明状態に敏感なカメラを利用して移動体のポーズを推定したとしても、照明と関係ない状況で獲得した磁場マップを利用して移動体のポーズを、移動体への照明状態による影響をあまり受けずに比較的正確に確認できて、移動体のポーズを高い信頼性で確認可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明による磁場マップの生成方法およびその方法の実施形態について、添付図面を参照して説明する。
【００１６】
図１は、本発明による磁場マップの生成方法の実施形態を説明するためのフローチャートである。図１に示すとおり、本発明の磁場マップの生成方法は、位置別に磁場情報を求める段階と、その位置別に求めた磁場情報を利用して磁場マップを生成する段階（第１０および第１２段階）とを含む。
【００１７】
図１に示すとおり、移動体に作用する磁場についての情報である磁場情報を、移動体の位置別に求める（第１０段階）。ここで、移動体とは、移動するロボット等の移動する物体を意味する。以下、磁場情報とは、移動体に作用する磁場の大きさおよび磁北（または磁南）の方向のうちの少なくとも一つを意味する。もし、移動体が磁気コンパスを装着したロボットである場合、磁場の大きさおよび磁北方向のうちの少なくとも一つは、磁気コンパスを利用して測定することができる。例えば、磁気コンパスを使用して磁場ベクトルの各成分を測定し、測定された成分を利用して磁場の大きさを求めることができる。
【００１８】
第１０段階後に、移動体の位置別に求めた磁場情報と、その位置とを照合させて磁場マップを形成する（第１２段階）。
【００１９】
図２は、図１に示された第１０段階についての本発明による一実施形態（１０Ａ）を説明するためのフローチャートであって、磁場マップ上に存在可能な全ての位置の磁場情報を一つずつ求める段階（第３０〜第３６段階）よりなる。
【００２０】
図２に示すとおり、移動体の現在位置を認知する（第３０段階）。第３０段階の後、認知された現在位置で磁場情報を求め、認知された現在位置と照合して磁場情報を保存する（第３２段階）。第３２段階後に、磁場マップ上の全ての位置についての磁場情報が何れも求められたか否かを判断する（第３４段階）。もし、磁場マップ上の全ての位置についての磁場情報が求められたと判断されれば、第１２段階に進む。しかし、磁場マップ上の全ての位置についての全ての磁場情報が求められなかったと判断されれば、現在位置を次の目標位置に調整し、第３０段階に進む（第３６段階）。したがって、第３６段階後に、次の目標位置を現在位置として認識する（第３０段階）。
【００２１】
図３は、図１に示された第１０段階についての本発明による他の実施形態（１０Ｂ）を説明するためのフローチャートであって、磁場マップ上の全ての位置についての全ての磁場情報を同時に求める段階（第５０および第５２段階）よりなる。
【００２２】
図３に示すとおり、磁場マップ上の全ての位置のそれぞれを認知する（第５０段階）。第５０段階の後に、認知された各位置で磁場情報を求め、得られた位置別の磁場情報を保存し、第１２段階に進む（第５２段階）。
【００２３】
前述した図２に示された実施形態（１０Ａ）では、磁場マップ上に存在する全ての位置の磁場情報を一つずつ求めて位置別に保存する。一方、図３に示された実施形態（１０Ｂ）では、磁場マップ上に存在する全ての位置の磁場情報を何れも同時に求めて位置別に保存する。
【００２４】
図４は、図１に示された第１０段階についての本発明によるさらに他の実施形態（１０Ｃ）を説明するためのフローチャートであって、磁場マップ上の全てのセルについての磁場情報を一つずつ求める段階（第７０〜第８０段階）よりなる。
【００２５】
図５は、移動体を壁（９０および９２）が存在する室内空間で走行させて求めた磁場マップを例示する図面であって、複数個のセル（または、格子）より構成される。各セルは、マップ全体を均等なサイズの領域に分割して定義される。ここで、各セルに示す矢印は、推定された磁北の方向を表し、磁場情報を有していないセルは、移動体が走行していない区域を表す。
【００２６】
移動体が磁場マップを形成するために探査する時、移動体の現在位置を認知して先に保存する（第７０段階）。第７０段階の後に、移動体の認知された現在位置で磁場情報を求めて保存する（第７２段階）。第７２段階の後に、現在位置を認知する直前に訪問して認知された以前位置と現在位置とが同じセル内に存在するか否かを判断する（第７４段階）。ここで、各セルは、少なくとも一つの位置を含む。もし、移動体の現在位置が以前位置と同じセル内に存在すると判断されれば、移動体を次の目標位置に移動させ、第７０段階に進む（第８０段階）。この時、第８０段階の後に、次の目標位置が現在位置と見なされる（第７０段階）。しかし、第７４段階において、移動体の現在位置が以前位置と同じセル内に存在しないと判断されれば、すなわち、以前位置が属するセルに含まれた全ての位置についての磁場情報が何れも求められたと判断されれば、以前位置が属するセルに含まれた位置の磁場情報の代表値を決定する（第７６段階）。この時、決定された代表値は、セル別に保存される。
【００２７】
第７６段階の後に、磁場マップ上の全てのセルに対する代表値が何れも求められたか否かを判断する（第７８段階）。もし、磁場マップ上の全てのセルに対する代表値のすべてが求められていないと判断されれば、第８０段階に進む。しかし、磁場マップ上の全てのセルに対する代表値が何れも求められたと判断されれば、第１２段階に進む。この時、セル別の代表値によって磁場マップを形成する（第１２段階）。
【００２８】
図６は、図１に示された第１０段階についての本発明によるさらに他の実施形態（１０Ｄ）を説明するためのフローチャートであって、磁場マップ上の全てのセルについての全ての磁場情報を同時に求める段階（第１００〜第１０８段階）よりなる。
【００２９】
図６に示された第１００〜第１０８段階は、磁場マップ上の全てのセルのそれぞれに対して同時に行われる。
【００３０】
磁場マップ上に存在可能なセルの数と同数の移動体の現在位置を認知する（第１００段階）。第１００段階の後に、認知された各現在位置で磁場情報を求めて保存する（第１０２段階）。第１０２段階の後に、現在位置を認知する直前に認知された以前位置と、現在位置とが同じセル内に存在するか否かを判断する（第１０４段階）。
【００３１】
もし、移動体の現在位置が以前位置と同じセル内に存在しないと判断されれば、以前位置が属するセルに含まれた位置の磁場情報の代表値を決定し、第１２段階に進む（第１０６段階）。このとき、決定された代表値は、セル別に保存される。セル別に保存された代表値によって磁場マップを形成する（第１２段階）。
【００３２】
しかし、現在位置が以前位置と同じセル内に存在すると判断されれば、各現在位置をそれぞれの次の目標位置に調整し、第１００段階に進む（第１０８段階）。第１０８段階の後に、次の目標位置を現在位置と見なす（第１００段階）。
【００３３】
一方、本発明の一実施形態によれば、図４に示された第７６段階または図６に示された第１０６段階において、各セルに含まれた位置の磁場情報の平均を、そのセルの磁場情報の代表値として決定できる。もし、磁場情報が磁場大きさである場合、以前位置が属するセルに含まれた位置の磁場大きさの平均を、そのセルの磁場大きさの代表値として決定できる。同様に、磁場情報が磁北方向である場合、以前位置が属するセルに含まれた位置の磁北方向の平均を、そのセルの磁北方向の代表値として決定できる。
【００３４】
本発明の他の実施形態によれば、図４に示された第７６段階または図６に示された第１０６段階において、磁場情報を複数の区間に分けるとき、各セルに含まれた位置の磁場情報が属する区間を、そのセルの代表値として決定することもできる。もし、磁場情報が磁場大きさである場合、磁場大きさは、複数の区間、例えば、図５に示すとおり、０.４ガウス以上である区間、０.３３〜０.４ガウスの区間、０.２７〜０.３３ガウスの区間、０.２〜０.２７ガウスの区間および０.２ガウス以下である区間に分けられる。このとき、以前位置が属するセルに含まれた位置の磁場大きさが属する区間を選択し、選択された区間をそのセルの磁場大きさの代表値として決定できる。同様に、磁場情報が磁北方向である場合、磁北方向を複数の区間に分ける。このとき、以前位置が属するセルに含まれた位置の磁北方向が属する区間を選択し、選択された区間をそのセルの磁北方向の代表値として決定できる。例えば、各セルの磁場大きさの代表値は、図５に示されたように、区間で表示することができる。
【００３５】
結局、磁場マップを複数のセルに分ける場合、図４に示された実施形態（１０Ｃ）では、磁場マップ上の全てのセルの代表値を一つずつ求める。一方、図６に示された実施形態（１０Ｄ）では、磁場マップ上の全てのセルの代表値を同時に求める。
【００３６】
一方、本発明によれば、図２に示された第３０段階、図３に示された第５０段階、図４に示された第７０段階および図６に示された第１００段階のそれぞれにおいて認知される移動体の現在位置は推定することができる。この場合、図２に示された第３６段階、図４に示された第８０段階、図６に示された第１０８段階において、現在位置を次の目標位置に調整するというのは、移動体を現在位置から次の目標位置に走行させるということを意味する。ここで、現在位置を推定するために、カメラ、超音波センサー、ジャイロセンサー、走行距離計、レーザスキャナ、ＩＲスキャナ等のセンサーを使用することができる。
【００３７】
また、図２に示された第３０段階、図３に示された第５０段階、図４に示された第７０段階および図６に示された第１００段階のそれぞれの段階で認知される移動体の現在位置は、事前に与えることができる。この場合、図２に示された第３６段階、図４に示された第８０段階、図６に示された第１０８段階において、現在位置を次の目標位置に調整するというのは、移動体を現在位置から次の目標位置に走行させずに移動させるということを意味する。
【００３８】
一方、図２に示された第３６段階、図４に示された第８０段階、図６に示された第１０８段階で説明された次の目標位置は、アクティブマルコフ位置認識法または部分観測可能なマルコフ決定法（ＰＯＭＤＰ：Ｐａｔｉａｌｌｙ Ｏｂｓｅｒｖａｂｌｅ Ｍａｒｋｏｖ Ｄｅｃｉｓｉｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓ）によって決定することができる。ここで、アクティブマルコフ位置認識法は‘Ｄ.Ｆｏｘ,Ｗ.Ｂｕｒｇａｒｄ’および‘Ｓ.Ｔｈｒｕｎ’著、“Ａｃｔｉｖｅ Ｍａｒｋｏｖ Ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ Ｒｏｂｏｔｓ”という題目で１９９８年度に発刊されたＲｏｂｏｔｉｃｓ ａｎｄ Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ Ｓｙｓｔｅｍｓ、ｖ.２５のｐ.１９５〜２０７に開示されている。部分観測可能なマルコフ決定法は‘Ｌ.Ｐ.Ｋａｅｌｂｌｉｎｇ’、‘Ａ.Ｒ.Ｃａｓｓａｎｄｒａ’および‘Ｊ.Ａ.Ｋｕｒｉｅｎ’著、“Ａｃｔｉｎｇ ｕｎｄｅｒ Ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ：Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｂａｙｅｓｉａｎ ｍｏｄｅｌｓ ｆｏｒ ｍｏｂｉｌｅ ｒｏｂｏｔ ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ”という題目で１９９６年度に発刊されたｐｒｏ.ＩＥＥＥ／ＲＳＪ Ｉｎｔ.Ｃｏｎｆ.Ｏｎ Ｉｎｔｅｌｌｉ.Ｒｏｂｏｔｓ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍｓに開示されている。
【００３９】
例えば、前述した図２に示された第３２段階、図３に示された第５２段階、図４に示された第７２段階または図６に示された第１０２段階のそれぞれの段階において、磁場情報を求める方法は、‘Ｓ.Ｌｉｕ’、‘Ｚ.Ｚｈａｎｇ’および‘Ｊ.Ｃ.Ｈｕｎｇ’著、“Ａ Ｈｉｇｈ Ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｈｅａｄｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ Ｃｏｍｐｏｓｅｄ ｏｆ Ｆｌｕｘｇａｔｅ Ｍａｇｎｅｔｏｍｅｔｅｒｓ ａｎｄ ａ Ｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ”という題目で１９８９年度に出刊されたＰｒｏｃ.ｏｆ ＩＥＥＥ １９８９ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ａｅｒｏｓｐａｃｅ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ（ＮＡＥＣＯＮ８９）のｐ.１４８〜１５２に開示されている方法によって行うことができる。
【００４０】
以下、本発明による磁場マップを利用する移動体のポーズ確認方法およびその実施形態を添付図面を参照して説明する。
【００４１】
図７は、本発明による磁場マップを活用する移動体のポーズ確認方法を説明するためのフローチャートであって、移動体の位置を推定する段階（第１２０段階）と、推定された位置における移動体のポーズの確率を磁場マップを利用して決定する段階（第１２２段階および第１２４段階）とを含む。
【００４２】
図１に示された第１２段階の後に、ポーズを確認する移動体の位置を推定する（第１２０段階）。第１２０段階の後に、推定された移動体の位置における移動体のポーズの確率を求める（第１２２段階）。本発明において、移動体のポーズの確率とは、移動体が推定された現在位置に存在する確率および移動体が現在の方向を維持する確率のうち少なくとも一つを意味する。
【００４３】
このとき、図２に示された第３０段階、図３に示された第５０段階、図４に示された第７０段階、図６に示された第１００段階および図７に示された第１２０段階のそれぞれの段階において、移動体の現在位置を推定する方法、ならびに第１２２段階において移動体のポーズの確率を求める方法は、例えば、カルマンフィルター、マルコフ位置認識法、粒子フィルターまたは多重仮説位置認識法を利用して行うことができる。
【００４４】
ここで、カルマンフィルターについては、‘Ｒ.Ｅ.Ｋａｌｍａｎ’によって著述され、“Ａ Ｎｅｗ Ａｐｐｒｏａｃｈ ｔｏ Ｌｉｎｅａｒ Ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ Ｐｒｏｂｌｅｍｓ”という題目で１９６０年度に発刊されたＴｒａｎｓ.ｏｆ ｔｈｅ ＡＳＭＥ、Ｊ.ｏｆ Ｂａｓｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ、ｖ.８２のｐ.３５〜４５に開示されている。マルコフ位置認識法は、‘Ｄ.Ｆｏｘ,Ｗ.Ｂｕｒｇａｒｄ’および‘Ｓ.Ｔｈｒｕｎ’によって著述され、“Ｍａｒｋｏｖ Ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ Ｒｏｂｏｔｓ ｉｎ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ”という題目で１９９９年度に発刊されたＪ.ｏｆ Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ、ｖ.１１のｐ.３９１〜４２７に開示されている。粒子フィルターは、‘Ｍ.Ｐｉｔｔ’および‘Ｎ.Ｓｈｅｐｈａｒｄ’によって著述され、“Ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ ｖｉａ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ：Ａｕｘｉｌｉａｒｙ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｆｉｌｔｅｒ”という題目で１９９９年度に発刊されたＪ.Ａｍｅｒ.Ｓｔａｔｉｓｔ.Ａｓｓｏｃ.'９４のｐ.５９０〜５９９に開示されている。多重仮説位置認識法は、‘Ｓ.Ｉ.Ｒｏｕｍｅｌｉｏｔｉｓ’および‘Ｇ.Ａ.Ｂｅｋｅｙ’によって著述され、“Ｂａｙｅｓｉａｎ Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ Ａｎｄ Ｋａｌｍａｎ Ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ：Ａ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｆｒａｍｅｗｏｒｋ Ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ Ｒｏｂｏｔ Ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ”という題目で２０００年度に発刊されたＰｒｏｃ.ＩＥＥＥ Ｉｎｔ.Ｃｏｎｆ.Ｏｎ Ｒｏｂｏｔｉｃｓ ａｎｄ Ａｕｔｏｍａｔのｐ.２９８５〜２９９２に開示されている。
【００４５】
もし、移動体の現在位置をカルマンフィルターによって推定する場合、移動体のポーズの確率は、分散情報から類推される。しかし、移動体の現在位置をマルコフ位置認識法、粒子フィルターまたは多重仮説位置認識法によって推定する場合、移動体のポーズの確率は直接求められる。
【００４６】
第１２２段階の後に、磁場マップ上の推定された位置で予測された磁場情報と、推定された位置で実際に測定された磁場情報とを利用して確率を調整する（第１２４段階）。本発明によれば、推定された現在の位置における実際の磁場情報は、第１２０段階で測定されることもあり、第１２４段階で測定されることもある。このとき、調整された確率によって移動体のポーズを確認することができる。
【００４７】
図８は、図７に示された第１２４段階についての本発明による実施形態（１２４Ａ）を説明するためのフローチャートであって、観測された磁場情報と測定された磁場情報との間の差と、第１所定数および第２所定数とを利用して確率を調整する段階（第１４０〜第１４６段階）よりなる。
【００４８】
第１２２段階の後に、観測された磁場情報と測定された磁場情報との間の差の絶対値を求める（第１４０段階）。第１４０段階の後に、前記差の絶対値と、第１所定数とを合算する（第１４２段階）。ここで、第１所定数は、第１４２段階で合算した結果が正の数となるように事前に設定することができる。
【００４９】
第１４２段階の後に、第２所定数から前記合算結果を除算する（第１４４段階）。ここで、第２所定数は、実験的に求めることができる。
【００５０】
第１４４段階の後に、第１２２段階で得られた確率Ｐと、前記除算の結果とを乗算し、乗算の結果を調整された確率Ｐ′として決定する（第１４６段階）。このとき、調整された確率Ｐ′は、次の数式１または数式２のように表現される。
【数１】
2005222548.tif 000003
【数２】
2005222548.tif 000004
【００５１】
ここで、εは第１所定数を表し、Ｋ′は第２所定数を表し、Ｈmは磁場マップ上の推定された位置で予測された磁場大きさを表し、Ｈrは推定された位置で測定された磁場大きさを表し、θmは磁場マップ上の推定された位置で予測された磁北方向を表し、θrは推定された位置で測定された磁北方向をそれぞれ表す。
【００５２】
数式１または数式２に示されるように、観測された磁場大きさと、測定された磁場大きさとの差が少ないほど確率Ｐ′が上昇し、これは、推定された現在位置に移動体が存在する可能性が高いということと、移動体が現在方向を維持する可能性が高いということのうち少なくとも一つを意味する。一方、観測された磁場大きさと、測定された磁場大きさとの差が大きくなるほど確率Ｐ′が低下し、これは、推定された現在位置に移動体が存在する可能性が低いということと、移動体が現在の方向を有する可能性が低いということのうち少なくとも一つを意味する。
【００５３】
図９は、１次元空間内で移動体を移動させながら推定された位置と磁場大きさとの関係を例示的に表すグラフであって、横軸は、移動体の推定された位置を表し、縦軸は推定された位置で測定された磁場大きさをそれぞれ表す。
【００５４】
図１０は、１次元の磁場マップ上で観測された移動体の位置と磁場大きさとの関係を例示的に表すグラフであって、横軸は移動体の観測された位置を表し、縦軸は観測された磁場大きさをそれぞれ表す。
【００５５】
図１１は、測定された磁場大きさと、観測された磁場大きさとを互いに比較するグラフであって、横軸は移動体の確認された位置を表し、縦軸は磁場大きさを表す。
【００５６】
移動体を１次元空間内で移動させながら移動体の位置を推定し、推定された位置で磁場大きさを測定すれば、図９に示されたようなグラフが得られる。このとき、図９に示されたグラフを得る時に利用した推定された位置のそれぞれに該当する磁場マップ上の磁場大きさを観測すれば、図１０に示されたようなグラフが得られる。ここで、図９のグラフと図１０のグラフとを重ね合わせると、図１１のグラフが得られる。
【００５７】
図１１に示すとおり、測定された磁場大きさと、観測された磁場大きさとが良く一致するので、前述した数式１で表される確率Ｐ′が上昇する。これは、推定された移動体の位置が、移動体の実際位置である可能性が高いということを意味する。
【００５８】
結局、移動体の推定された位置に移動体が存在する可能性および移動体が現在の方向を維持する可能性のうちの少なくとも一つを、数式１で表される調整された確率および数式２で表される調整された確率のうちの少なくとも一つを通じて確認できる。
【００５９】
以下、本発明による磁場マップ生成装置およびその実施形態の構成および動作を添付図面を参照して説明する。
【００６０】
図１２は、本発明による磁場マップ生成装置の実施形態のブロック図であって、磁場情報計算部１６０と、磁場マップ形成部１６２とを含む。
【００６１】
図１２に示す磁場マップ生成装置は、図１に示された磁場マップの生成方法を実施することができる。
図１に示す第１０段階を行うために、磁場情報計算部１６０は、移動体に作用する磁場についての情報である磁場情報を移動体の位置別に計算する。
【００６２】
このとき、第１２段階を行うために、磁場マップ形成部１６２は、磁場情報計算部１６０から入力される移動体の位置別の磁場情報によって磁場マップを形成し、形成された磁場マップを出力端子ＯＵＴ１を通じて出力する。
【００６３】
図１３は、図１２に示された磁場情報計算部１６０の本発明による一実施形態（１６０Ａ）を示すブロック図であって、位置認知部１８０、磁場情報部１８２、磁場情報検査部１８４および位置調整部１８６を含む。
【００６４】
図１３に示す磁場情報計算部１６０Ａは、図２に示す実施形態（１０Ａ）の過程を実施することができる。
第３０段階を行うために、位置認知部１８０は、移動体の現在位置を認知し、認知された位置を磁場情報部１８２に出力する。
【００６５】
第３２段階を行うために、磁場情報部１８２は、位置認知部１８０で認知された現在位置で磁場情報を計算し、計算された磁場情報を認知された現在位置と照合して保存し、照合結果を磁場マップ形成部１６２に出力端子ＯＵＴ２を通じて出力する。
【００６６】
第３４段階を行うために、磁場情報部１８２から入力された磁場情報の保存が完了したことを表す信号に応答して、磁場情報検査部１８４は、磁場マップ上の全ての位置についての全ての磁場情報が求められたか否かを検査し、検査された結果を、位置調整部１８６に出力するとともに、磁場マップ形成部１６２に出力端子ＯＵＴ３を通じて出力する。このとき、磁場マップ形成部１６２は、磁場情報検査部１８４で検査された結果を通じて全ての磁場情報が求められたと認識されれば、磁場情報部１８２から入力した位置と照合された磁場情報を利用して磁場マップを形成する。
【００６７】
第３６段階を行うために、位置調整部１８６は、磁場情報検査部１８４で検査された結果によって全ての磁場情報が求められていないと認識されれば、現在位置を次の目標位置に調整し、調整された位置を位置認知部１８０に出力する。このとき、位置認知部１８０は、位置調整部１８６で調整された次の目標位置を現在位置として認識する。
【００６８】
図１４は、図１２に示された磁場情報計算部１６０の本発明による他の実施形態（１６０Ｂ）のブロック図であって、第１位置認知部２００，．．，第ｍ位置認知部２０２，．．．および第Ｍ位置認知部２０４、ならびに第１磁場情報部２１０，．．．，第ｍ磁場情報部２１２，．．．および第Ｍ磁場情報部２１４を備える。ここで、Ｍは、磁場マップ上に存在する位置の全数を表し、１≦ｍ≦Ｍである。
【００６９】
図１４に示された磁場情報計算部１６０Ｂは、図３に示された第１０Ｂ段階を実施することができる。
【００７０】
第５０段階を行うために、第１位置認知部２００，．．，第ｍ位置認知部２０２，．．．および第Ｍ位置認知部２０４は、磁場マップ上の全ての位置をそれぞれ認知し、認知された結果を第１磁場情報部２１０，．．．，第ｍ磁場情報部２１２，．．．および第Ｍ磁場情報部２１４に出力する。
【００７１】
第１磁場情報部２１０，．．．，第ｍ磁場情報部２１２，．．．および第Ｍ磁場情報部２１４は、第５２段階を行う役割を有する。すなわち、第ｍ磁場情報部２１２は、第ｍ位置認知部２０２で認知された位置で磁場情報を計算し、計算された磁場情報を位置と照合させて保存し、保存された結果を出力端子ＯＵＴ４を通じて磁場マップ形成部１６２に出力する。
【００７２】
前述したように、図１３に示された磁場情報計算部１６０Ａは、磁場マップ上に存在する位置の磁場情報を一つずつ求める。一方、図１４に示された磁場情報計算部１６０Ｂは、磁場マップ上に存在する位置の全ての磁場情報を一度に求める。
【００７３】
図１５は、図１２に示された磁場情報計算部１６０の本発明によるさらに他の実施形態（１６０Ｃ）のブロック図であって、位置認知部２３０、磁場情報部２３２、位置検査部２３４、位置調整部２３６、代表値決定部２３８およびセル検査部２４０より構成される。
【００７４】
図１５に示された磁場情報計算部１６０Ｃは、図４に示された実施形態（１０Ｃ）の段階を実施することができる。
【００７５】
第７０段階を行うために、位置認知部２３０は、移動体の現在位置を認知し、認知された現在位置を磁場情報部２３２に出力する。
【００７６】
第７２段階を行うために、磁場情報部２３２は、位置認知部２３０で認知された現在位置で磁場情報を計算し、計算された磁場情報を保存し、保存された位置別の磁場情報を代表値決定部２３８に出力する。
【００７７】
第７４段階を行うために、磁場情報部２３２から入力した磁場情報の保存が完了したことを表す信号に応答して、位置検査部２３４は、現在位置を認知する直前に認知された以前位置と、現在位置とが同じセル内に存在するか否かを検査し、検査の結果を位置調整部２３６および代表値決定部２３８にそれぞれ出力する。
【００７８】
第７６段階を行うために、位置検査部２３４での検査の結果によって以前位置と現在位置とが同じセル内に存在していないと認識されれば、代表値決定部２３８は、以前位置が属するセルに含まれた位置の磁場情報の代表値を磁場情報部２３２から入力した磁場情報を利用して決定し、決定されたセル別の代表値を出力端子ＯＵＴ５を通じて磁場マップ形成部１６２に出力する。
【００７９】
第７８段階を行うために、セル検査部２４０は、代表値決定部２３８から入力した代表値の決定が完了したことを表す信号に応答して、磁場マップ上の全てのセルに対する全ての代表値が求められたか否かを検査し、検査の結果を、位置調整部２３６に出力するとともに、出力端子ＯＵＴ６を通じて磁場マップ形成部１６２にも出力する。このとき、セル検査部２４０での検査の結果によって全ての代表値が求められたと認識されれば、磁場マップ形成部１６２は、代表値決定部１３８から入力されたセル別の代表値によって磁場マップを形成する。
【００８０】
第８０段階を行うために、位置調整部２３６は、位置検査部２３４から入力した検査の結果によって以前位置と現在位置とが同じセル内に存在すると認識されれば、現在位置を次の目標位置に調整し、調整された位置を位置認知部２３０に出力する。また、位置調整部２３６は、セル検査部２４０での検査の結果によって全ての代表値が求められていないと認識されれば、現在位置を次の目標位置に調整し、調整された位置を位置認知部２３０に出力する。このとき、位置認知部２３０は、位置調整部２３６で調整された次の目標位置を現在位置として認識する。
【００８１】
図１６は、図１２に示された磁場情報計算部１６０についての本発明によるさらに他の実施形態（１６０Ｄ）を示すブロック図であって、第１位置認知部２６０，．．，第ｎ位置認知部２６２，．．．および第Ｎ位置認知部２６４、第１磁場情報部２７０，．．．，第ｎ磁場情報部２７２，．．．および第Ｎ磁場情報部２７４、第１位置検査部２８０，．．．，第ｎ位置検査部２８２，．．．および第Ｎ位置検査部２８４、第１位置調整部２９０，．．．，第ｎ位置調整部２９２，．．．および第Ｎ位置調整部２９４、ならびに第１代表値決定部３００，．．．，第ｎ代表値決定部３０２，．．．および第Ｎ代表値決定部３０４を備える。ここで、Ｎは、磁場マップ上に存在するセルの全数を表し、１≦ｎ≦Ｎである。
【００８２】
図１６に示された磁場情報計算部１６０Ｄは、図６に示された実施形態（１０Ｄ）の段階を実施することができる。
図１６に示された第ｎ位置認知部２６２、第ｎ磁場情報部２７２、第ｎ位置検査部２８２、第ｎ位置調整部２９２および第ｎ代表値決定部３０２は、磁場マップ上に存在するＮ個のセルのうちのｎ番目のセルの磁場情報の代表値を求めるために動作する。
【００８３】
第１００段階を行うために、第１位置認知部２６０，．．．，第ｎ位置認知部２６２，．．．および第Ｎ位置認知部２６４は、移動体についてＮ個の現在位置を認知する。
【００８４】
第１磁場情報部２７０〜第Ｎ磁場情報部２７４は、第１０２段階を行う役割を有する。すなわち、第ｎ磁場情報部２７２は、第ｎ位置認知部２６２で認知された現在位置で磁場情報を計算して保存し、保存された磁場情報を第ｎ代表値決定部３０２に出力する。
【００８５】
第１位置検査部２８０，．．．，第ｎ位置検査部２８２，．．．および第Ｎ位置検査部２８４は、第１０４段階を行う役割を有する。すなわち、第ｎ位置検査部２８２は、第ｎ磁場情報部２７２から入力した磁場情報の保存が完了したことを表す信号に応答して、現在位置を認知する直前に認知された以前位置と、現在位置とが同じセル内に存在するか否かを検査し、検査の結果を第ｎ位置調整部２９２および第ｎ代表値決定部３０２にそれぞれ出力する。
【００８６】
第１代表値決定部３００，．．．，第ｎ代表値決定部３０２，．．．および第Ｎ代表値決定部３０４は、第１０６段階を行う役割を有する。すなわち、第ｎ代表値決定部３０２は、第ｎ位置検査部２８２での検査の結果によって以前位置と現在位置とが同じセル内に存在しないと認識されれば、以前位置が属するセルに含まれた位置の磁場情報の代表値を第ｎ磁場情報部２７２から入力した磁場情報を利用して決定し、決定された代表値を出力端子ＯＵＴ７を通じて磁場マップ形成部１６２に出力する。このとき、磁場マップ形成部１６２は、第１代表値決定部３００，．．．，第ｎ代表値決定部３０２，．．．および第Ｎ代表値決定部３０４から入力したセル別の代表値によって磁場マップを形成する。
【００８７】
第１位置調整部２９０，．．．，第ｎ位置調整部２９２，．．．および第Ｎ位置調整部２９４は、第１０８段階を行う役割を有する。すなわち、第ｎ位置調整部２９２は、第ｎ位置検査部２８２での検査の結果によって以前位置と現在位置とが同じセル内に含まれると認識されれば、現在位置を次の目標位置に調整し、調整された位置を第ｎ位置認知部２６２に出力する。このとき、第ｎ位置認知部２６２は、第ｎ位置調整部２９２で調整された次の目標位置を現在位置として認識する。
【００８８】
前述したように、磁場マップを複数個のセルに分ける場合、図１５に示された磁場情報計算部１６０Ｃは、セルの代表値を一つずつ求める。一方、図１６に示された磁場情報計算部１６０Ｄは、全てのセルの代表値を同時に一度に求める。
【００８９】
以下、本発明による磁場マップを活用した移動体のポーズ確認装置の実施形態の構成および動作を添付図面を参照して説明する。
【００９０】
図１７は、本発明による磁場マップを利用した移動体のポーズ確認装置の実施形態のブロック図であって、このポーズ確認装置は、位置推定部３２０、確率計算部３２２、磁場情報測定部３２４および確率調整部３２６を備える。
【００９１】
図１７に示されたポーズ確認装置は、図７に示されたポーズ確認方法を実施するものである。
【００９２】
第１２０段階を行うために、位置推定部３２０は、移動体の位置を推定し、推定された位置を確率計算部３２２および磁場情報測定部３２４に出力する。
【００９３】
本発明によれば、図１３に示された位置認知部１８０、図１４に示された位置認知部２００，２０２，．．．，２０４、図１５に示された位置認知部２３０、ならびに図１６に示された位置認知部２６０，．．．，２６２，．．．および２６４のそれぞれで認知される現在位置を推定するとき、または図１７に示された位置推定部３２０で移動体の位置を推定するとき、カメラ、超音波センサー、ジャイロセンサー、走行距離計、レーザスキャナまたはＩＲスキャナを利用できる。
【００９４】
第１２２段階を行うために、確率計算部３２２は、位置推定部３２０から入力した推定された位置で移動体のポーズの確率Ｐを計算し、計算された確率Ｐを確率調整部３２６に出力する。
【００９５】
磁場情報測定部３２４および確率調整部３２６は、第１２４段階を行う役割を有する。すなわち、磁場情報測定部３２４は、位置推定部３２０から入力した推定された位置で磁場情報を測定し、測定された磁場情報を確率調整部３２６に出力する。このとき、確率調整部３２６は、確率計算部３２２から入力した確率Ｐを、入力端子ＩＮ１を通じて入力した磁場マップ上の推定された位置で予測された磁場情報と、磁場情報測定部３２４から入力した実際に測定された磁場情報とを利用して調整し、調整された確率Ｐ′を出力端子ＯＵＴ８を通じて出力する。このとき、前述したように、出力端子ＯＵＴ８を通じて出力される調整された確率Ｐ′によって移動体のポーズが確認される。
【００９６】
図１８は、図１７に示された確率調整部３２６についての本発明による実施形態（３２６Ａ）のブロック図であって、この確率調整部３２６は、差および絶対値計算部３４０、合算部３４２、除算部３４４および乗算部３４６を備える。
【００９７】
図１８に示された確率調整部３２６Ａは、図８に示された実施形態（１２４Ａ）を実施するものである。
【００９８】
第１４０段階を行うために、差および絶対値計算部３４０は、入力端子ＩＮ２を通じて入力された磁場マップ上の推定された現在位置から予測された磁場情報と、入力端子ＩＮ３を通じて磁場情報測定部３２４から入力した測定された磁場情報との間の差を計算し、計算された差の絶対値を求め、求められた絶対値を合算部３４２に出力する。
【００９９】
第１４２段階を行うために、合算部３４２は、差および絶対値計算部３４０から入力した差の絶対値と、入力端子ＩＮ４を通じて入力した第１所定数εとを合算し、合算した結果を除算部３４４に出力する。
【０１００】
第１４４段階を行うために、除算部３４４は、入力端子ＩＮ５を通じて入力した第２所定数Ｋ′から、合算部３４２から入力した合算の結果を除算し、除算の結果を乗算部３４６に出力する。
【０１０１】
第１４６段階を行うために、乗算部３４６は、除算部３４４から入力した除算の結果に、入力端子ＩＮ６を通じて確率計算部３２２から入力した確率Ｐを乗算し、乗算の結果を調整された確率Ｐ′として出力端子ＯＵＴ９を通じて出力する。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明は、ロボット等の移動体に作用する磁場についての情報である磁場マップを利用する分野に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明による磁場マップの生成方法の実施形態を説明するためのフローチャートである。
【図２】図１に示された第１０段階についての本発明による一実施形態を説明するためのフローチャートである。
【図３】図１に示された第１０段階についての本発明による他の実施形態を説明するためのフローチャートである。
【図４】図１に示された第１０段階についての本発明によるさらに他の実施形態を説明するためのフローチャートである。
【図５】磁場マップの例を示す図面である。
【図６】図１に示された第１０段階についての本発明によるさらに他の実施形態を説明するためのフローチャートである。
【図７】本発明による磁場マップを利用する移動体のポーズ確認方法を説明するためのフローチャートである。
【図８】図７に示された第１２４段階についての本発明による実施形態を説明するためのフローチャートである。
【図９】１次元空間内で移動体を移動させながら推定された位置と磁場大きさとの関係を示すグラフである。
【図１０】１次元の磁場マップ上で観測された移動体の位置と磁場大きさとの関係を示すグラフである。
【図１１】測定された磁場大きさと観測された磁場大きさとを互いに比較するグラフである。
【図１２】本発明による磁場マップ生成装置の実施形態のブロック図である。
【図１３】図１２に示された磁場情報計算部の本発明による一実施形態のブロック図である。
【図１４】図１２に示された磁場情報計算部の本発明による他の実施形態のブロック図である。
【図１５】図１２に示された磁場情報計算部の本発明によるさらに他の実施形態のブロック図である。
【図１６】図１２に示された磁場情報計算部の本発明によるさらに他の実施形態のブロック図である。
【図１７】本発明による磁場マップを利用した移動体のポーズ確認装置の実施形態のブロック図である。
【図１８】図１７に示された確率調整部の本発明による実施形態のブロック図である。
【符号の説明】
【０１０４】
３２０      位置推定部
３２２      確率計算部
３２４      磁場情報測定部
３２６      確率調整部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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